O Núcleo de Espectroscopia e Estrutura Molecular (Neem) da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), honrado em 2024 com o Prêmio Inventor Petrobras, continua produzindo impactos no campo da química aplicada à exploração de recursos naturais. O grupo desenvolveu uma metodologia baseada em espectroscopia Raman para detectar propriedades químicas de minerais e matéria orgânica, reconhecida por sua inovação e aplicabilidade industrial.

A técnica permite analisar amostras de rochas de maneira detalhada, distinguindo minerais de matéria orgânica, gerando mapas químicos precisos. Além disso, possibilita determinar a maturidade das amostras, fator estratégico para empresas de exploração, como a Petrobras, que pode avaliar o potencial de geração de petróleo em determinadas regiões.

“A repercussão é tão grande que fomos escolhidos para organizar a próxima conferência internacional GeoRaman, que será realizada pela primeira vez na América Latina”, destaca Gustavo Andrade

Ao longo de quase três décadas, o Neem vem se consolidando como referência nacional e internacional na aplicação da espectroscopia Raman em diferentes áreas. Para o professor do Departamento de Química da UFJF, Luiz Fernando Cappa de Oliveira, que coordena o grupo desde sua criação, o histórico do projeto revela tanto a resiliência quanto a força coletiva. “O Neem foi criado no ano 2000 a partir da necessidade de registrar grupos de pesquisa junto ao CNPq. Hoje, ele se transformou em um guarda-chuva que congrega diversos laboratórios associados e reúne colegas de diferentes unidades da UFJF”, explica Cappa. Além disso, o pesquisador relembra que a consolidação não foi imediata, tendo em vista que por quase dez anos, o grupo não tinha uma estrutura mínima. A virada, entretanto, veio em 2006, com o primeiro grande projeto aprovado que permitiu montar uma infraestrutura significativa em Juiz de Fora.

Outro diferencial destacado por Cappa é a característica multiusuária do núcleo. Segundo ele, “nossos laboratórios foram montados com verba pública, então sempre tivemos como norte disponibilizar a infraestrutura para o maior número possível de pesquisadores. Hoje colaboramos com universidades, com a Embrapa, com empresas privadas e com a Petrobras. Essa abertura é uma das marcas do Neem.”

Em relação ao reconhecimento da Petrobras pelo grupo, o professor Gustavo Andrade, também do Departamento de Química, confirma a relevância da UFJF no desenvolvimento de ciência aplicada e reforça a contribuição da universidade para setores estratégicos do país. “Esse prêmio mostra que a pesquisa feita na UFJF tem impacto real na indústria e ajuda a projetar a instituição no cenário internacional”, avalia Andrade.

Toda essa trajetória e expertise fez com que artigos do grupo fossem amplamente citados, como na plataforma informativa sobre ciência dos materiais AZoM (Artigo 1; Artigo 2), com muitas referências na literatura internacional. “A repercussão é tão grande que fomos escolhidos para organizar a próxima conferência internacional GeoRaman, que será realizada pela primeira vez na América Latina”, destaca o pesquisador. O evento vai acontecer entre os dias 7 e 10 de julho de 2026 e deve reunir cerca de 200 especialistas globais para discutir os avanços mais recentes da técnica.

Diversidade de aplicação

Para além da aplicação na indústria de petróleo, a espectroscopia Raman gera avanços em várias áreas de estudo do grupo. Como exemplos dessa diversidade, o professor Gustavo Andrade destaca a síntese de derivados de oxocarbonos para sondagem de ambientes químicos muito específicos, até fora do planeta Terra, e o uso da metodologia para entender a distribuição de carotenóides, antioxidantes presentes em alimentos, permitindo caracterizar as diferentes etapas da maturação de frutas e vegetais.

“A combinação de espectroscopia e IA permite entender melhor a estrutura dos materiais e isso possibilita o desenvolvimento de processos mais eficientes”, pesquisadora Celly Mieko

Outro objeto de interesse do núcleo são os nanomateriais, que podem detectar substâncias em pequenas quantidades; atuar na liberação de medicamentos de forma controlada; ajudar na conservação do meio ambiente degradando poluentes com a luz; e, ainda, serem usados para criar materiais que transmitem luz de maneira eficiente quando misturados com materiais vítreos.

Automatização com inteligência artificial

Recentemente, o Neem também passou a fazer a integração da espectroscopia Raman com inteligência artificial (IA), que complementa os estudos já em andamento. “O processo é baseado no treinamento de um método de aprendizado de máquina com os resultados de espectroscopia Raman de amostras de rochas com evidências da presença de matéria orgânica”, explica Gustavo Andrade.

Esse algoritmo é capaz de prever a maturidade da matéria orgânica, mesmo quando técnicas padrão não podem ser aplicadas, o que torna a análise mais rápida e acessível. “A relevância dessa determinação é enorme, porque a maturidade da matéria orgânica é um critério essencial para definir a viabilidade de exploração de petróleo”, exemplifica.

A pesquisadora Celly Mieko, do Departamento de Química da UFJF e integrante do Neem, complementa que a combinação das duas áreas – espectroscopia e IA – permite “entender melhor a estrutura dos materiais e isso possibilita o desenvolvimento de processos mais eficientes”, afirma.

Equipe do Neem

Além do coordenador Luiz Fernando Cappa, o Neem conta hoje com uma equipe formada por docentes do Departamento de Química da UFJF, entre eles Gustavo Andrade, Antonio Carlos Sant’ana, Celly Mieko e Maurício Antonio Pereira da Silva. Os pesquisadores atuam em frentes como sistemas nanoestruturados, análise química e materiais vítreo-cerâmicos, o que amplia a diversidade de linhas de investigação desenvolvidas no núcleo.

A composição também envolve colaboração com o Departamento de Física, representado por Cristiano Legnani, Welber Quirino, Benjamin Fragneaud e Indhira Oliveira, que dividem com o grupo o espaço no prédio de ciências dos materiais do Instituto de Ciências Exatas (ICE). Além dos docentes, mais de 40 estudantes e profissionais, entre bolsistas de iniciação científica, mestrandos, doutorandos e pós-doutores, participam das atividades do núcleo.

Outras informações:

ufjf.br/neem

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